JPS5848862A - 加速度測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、加速度測定装置に関する本のである。

従来、加速度を測定できるものとして第１図Ｔ示す振動
検出装置があった。同図において、（１）は質量ＭＩ７
′）′１−１もり、（２）はげぬ定数Ｋ　（ｎばねへ（
３）はダンパー、（４）は記録計、（５）は本体、（６
）は振動体、（７）は記録計（４）の記録金子、χは相
対変位量、Ｘは振動体（６）の入力変位はである。

つぎに動作Ｔついて説明する。

図ｖｃおいて、質量Ｍ１７’）おもり（１）かばね（２
）を介して本体（５）で吊持さねており、振動体（６）
が振動すると、おもり（１）は−振動体（６）と相対運
動をおこす。

この相対変位量χは、表ｉ　＃’１条件に従って、変位
。

速度、加速度を示す。ここに、νＪは測定周波数、Ｗ、
ｏは質量Ｍ、ばね定数Ｋによって決まる固有振動周波数
、ｈは減衰比である。ＷＯを低（とってこれより高い振
動領域の振動を測るものが変位振動計〒ある。逆にＷｏ
を高（とり、これより低域の振動を測れば、外部の振動
Ｘの加速度を測定することになる。また減衰比りを太き
（、Ｗ　：　Ｗｏの条件では振動の速度を測定すること
になる。原理的には、電磁形、圧電形、容量形、差動ト
ランス形がある。

表　　　１ Ｗ：入力周波数　ｗｏ：固有振動周波数χ：相対変位　
　Ｘ：振・油入力変位 ｈ：減衰比 従来の装置ｌｅは一以上のように構成されているので、
被測定部が高電圧部にある場合、あるいは電磁誘導雑音
をひろいやすい環境下ｔＣおいては・使用が困難である
という欠点があつな。

この発明は、上記のような従来のもｒＯの欠点を除去す
るため′Ｃなｇｔ＋たもので一光弾性効果素子の複屈折
を利用するとともに、信号の伝送路・ｒ光ファイバを使
用する簡単な構成により、絶縁対策が容易なうえ（磁誘
導雑音上Ｔ強い加速度測定装置Ｍを提供ｔ、ｂことを目
的としてい６・以下−この発明ｑ）一実施例を図面Ｉｒ
したかって説明する。

第２図はこの発明に係る加速度測定装置の一例を示し、
第１図に同一部所ｌＫは同一符号を付して説明を省略す
る。

（８）は光送信機、（９）は光ファイバ、ｔｌｏ）は元
ファイバ（９）からの光を平行光線にさせるレンズ、（
ロ）はレンズσ０）からｒＯ光を直線偏光で変換する偏
光子、（ロ）はおもり（１）を載置した光弾性効果素子
、（１３）は検光子、０荀は光弾性効果素子（ロ）と検
光子０匂との間に介在された波長板、たとえば４分の１
波長板、（ロ）はレンズ、（１６）は光弾性効果素子（
ロ）などの取付台−αηは光ファイバ、（ホ）は光受信
機、に）、Ｈは光ファイバ（９）　、　（１７）ノ各支
持体、Ｑカはケースである。

つぎに、上記構成の動作Ｔついて説明する。

光送信機（８）からの出射光は、光ファイバ（９）に受
は入れられる。光ファイバ（９）からの出射光は無偏光
状態′Ｅあるので、マイクロレンズ（１０）で平行ビー
ムに変換されな後、偏光子＠）によって直線偏光に変換
される。光弾性効果素子（鴫とおもり（１）は機械的共
振系を構成してｉ（リーその固有角周波数Ｗ。

が、破測定体である振動体（６）の振動角周波数Ｗに比
べて充分大きい時には、おもりｆｌ）すなわち光弾性効
果素子（ロ）の変位χは となる。ここで、Ｘは振動体（６）の変位を表わす。

すなわち−χは振動体（６）ｎ加速Ｉｌｌ’に比例する
。

光弾性効果素子（１２）に変位χを与えると、複屈折現
象が生じる。すなわち、光弾性効果素子（１２）の各方
向の屈折率が変化する。たとえば、この実施例のように
光弾性効果素子（ロ）が等方性媒体であるとすると、振
動方向の屈折率と、それと垂直な２方向の屈折率が異な
るようになる。したがって、振動方向に電界成分をもつ
光と、それに垂直な１界１ａ分をもつ光が光弾性効果素
子（ロ）に同時に入射すると、その出力端では位相差が
生じる。なとえば、この例のように偏向子（旬の出力の
直線偏光さｔ’した光が、それらの軸に対して４５°の
角度で光弾性効果素子（ロ）に入射されろと、この光弾
性効果素子（（２）の出力は楕円偏向になる。この楕円
偏光された光が検光子（１３）に入射されれば、振動に
よる歪計を光の強度変調・ｃ変換することができ、その
時、４分の１波長板（１→が一種ｒｎ　ｌＱ学的バイ了
スｎ咋用として慟〈。上記検光子（１８）からの出力光
は、再び光ファイバ（１ηを通って光受信機（ホ）で光
電変換される。

したがって、光受信機（１８１ｒｎ　’ｄ１％出力から
光弾性効果素子（ロ）の歪虚、換言すれば振動体（６）
の加速度を検出することθ５できる。

ところで、上記光受信機（ホ）からの′＠気小出力電気
的で時間積分もしくは２重時間積分すれば−それぞれ速
度測定装置もしくは変位測定装置としても使用すること
もできる。

以上のように、この発明ＩＣよれば、光弾性効果素子の
複屈折性を利用するとともに、光ファイバを信号伝送媒
体として使用して純光学的に構成したから一電磁誘導雑
音・ｒ強く、かつ高絶縁性を有する加速度測定装置を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１１スは、加速度測定に用い“られる従来の振動検出
装置の構成図、第２図はこの発明の一実施例１１ｍよる
加速度測定装置の構成図である。 （１）・・・おもｆｉ　、（６）・・・振動体被測定体
、（８）・・・光送信機、（９）・・・元ファイバ、（
１（２）・・・レンズ、ｌｌ）・・・偏光子、（１２）
・・・光弾性効果素子、θＢ）・・・検光子、０４・・
・波長板−（１５）・・・レンズ−〇′７）・・・光フ
ァイバ、（１８）・・・光受信機。 なお、図中、同一符号は同一もしくは相当部分を示す。 代理人　葛野　信　−（外１名） 第１図 ・ａ％　２図 ／ 手続捕正書（自発） 昭和５７年Ｃ月２　目 ２、発明の名称 加速度測定装置 ３、補正をする者 （，１） ５、補正の対象 明細書の「特許請求の範囲」および「発明の詳細な説明
」の各欄。 ６、補正の内容 Ａ、明細１Ｉｌｆ＝ （１）特許請求の範囲を別紙の通如補正します。 （２）第６頁第１７行目； 「雑音上」とあるを「雑音」と訂正します。 （３）第４頁第１６行目から第１４行目；ｒ　（ｍ）　
、（イ）は光ファイバ（９）　＃　（１７）の各支持体
−」を削除します。 以　　上 別　　紙 補正後の特許請求の範囲 ［（１）光送信機と、この光送信機からの光を光ファイ
バおよびレンズを介して受は入れて直線偏光に変換する
偏光子と、おもシをＩＩｌ！２置した状態で破測定体咽
に取り付けられて上記偏光子からの光を受ける光弾性効
果素子と、この光弾性効果素子の出力側に波長板を介し
て配設された検光子と、この検光子からの出力光をレン
ズおよび光ファイバを介して受は入れる光受信機とを具
備した加速度測定装置。」

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）光送信機と、この光送信機からの光を光ファイバ
   およびレンズを介して受は入れて直線偏光に変換する偏
   光子と、おもりをｔ２置した状態で被測宇体６側に取り
   付けら名て上記偏光子からの光を受ける光弾性効果素子
   と、この光弾性効果素子の出力側に波長板を介して配設
   された検光子と、この検光子からの出力光をレンズおよ
   び光ファイバを介して受は入れる光受信機とを具備した
   加速度測定装置。